Un semplice esperimento è quello che i ricercatori usano spesso per determinare se i cambiamenti in una variabile potrebbero portare a cambiamenti in un'altra variabile, in altre parole, per stabilire causa ed effetto. In un semplice esperimento che esamina l'efficacia di un nuovo farmaco, ad esempio, i partecipanti allo studio possono essere assegnati in modo casuale a uno dei due gruppi: uno di questi sarebbe il gruppo di controllo e non riceverà alcun trattamento, mentre l'altro gruppo sarebbe il gruppo sperimentale che riceve il trattamento oggetto di studio.
Gli elementi di un semplice esperimento
Un semplice esperimento è composto da diversi elementi chiave:
- L'ipotesi sperimentale: Questa è un'affermazione che predice che il trattamento causerà un effetto e quindi sarà sempre formulata come un'affermazione di causa ed effetto. Ad esempio, i ricercatori potrebbero formulare un'ipotesi in questo modo: "La somministrazione del farmaco A risulterà in una riduzione dei sintomi della malattia B".
- L'ipotesi nulla: Questa è un'ipotesi che il trattamento sperimentale non avrà alcun effetto sui partecipanti o sulle variabili dipendenti. È importante notare che non trovare un effetto del trattamento non significa che non ci sia alcun effetto. Il trattamento potrebbe avere un impatto su un'altra variabile che i ricercatori non stanno misurando nell'esperimento in corso.
- La variabile indipendente: La variabile di trattamento che viene manipolata dallo sperimentatore.
- La variabile dipendente: Questo si riferisce alla risposta che i ricercatori stanno misurando.
- Il gruppo di controllo: Questi sono gli individui che vengono assegnati in modo casuale a un gruppo ma non ricevono il trattamento. Le misurazioni prese dal gruppo di controllo saranno confrontate con quelle del gruppo sperimentale per determinare se il trattamento ha avuto un effetto.
- Il Gruppo Sperimentale: Questo gruppo di partecipanti allo studio è composto dai soggetti selezionati casualmente che riceveranno il trattamento in esame.
Determinazione dei risultati di un semplice esperimento
Una volta raccolti i dati del semplice esperimento, i ricercatori confrontano i risultati del gruppo sperimentale con quelli del gruppo di controllo per determinare se il trattamento ha avuto un effetto. A causa della possibilità sempre presente di errori, non è possibile essere sicuri al 100% della relazione tra due variabili. Potrebbero esserci variabili sconosciute in gioco che influenzano l'esito dell'esperimento, per esempio.
Nonostante questa sfida, ci sono modi per determinare se c'è molto probabilmente una relazione significativa. Per fare ciò, gli scienziati usano la statistica inferenziale, una branca della scienza che si occupa di trarre inferenze su una popolazione sulla base di misure prese da un campione rappresentativo di quella popolazione.
La chiave per determinare se un trattamento ha avuto un effetto è misurare la significatività statistica. La significatività statistica mostra che la relazione tra le variabili probabilmente non è dovuta al mero caso e che molto probabilmente esiste una relazione reale tra le due variabili.
La significatività statistica è spesso rappresentata in questo modo:
p<0.05
Un valore p inferiore a 0,05 indica che i risultati probabilmente sono dovuti al caso e che la probabilità di ottenere questi risultati sarebbe inferiore al 5%.
Esistono diversi mezzi per misurare la significatività statistica. Quello utilizzato dipenderà dal tipo di disegno di ricerca utilizzato per l'esperimento.